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时空穿越不再是梦 ？科学家成功模拟“全息虫洞” ！******

　　近日，科学家打造出

　　“全息虫洞” 的消息冲上热搜

　　引发了大家 的讨论

　　虫洞是什么 ？

　　我们真的能用它穿越时空吗?

　　今天一起了解虫洞

　　01虫洞？是虫子住 的洞吗 ？

　　宇宙中 的虫洞 是科学家推测可能存在的一种特殊隧道，它 的两头连接着两个遥远 的时空 ，理论上说，如果能从虫洞的一端穿越到另一端 ，就能实现超越光速 的时空旅行 。

　　电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞，发生了时空穿越 。感兴趣 的同学可以去看看哦 ！

　　图源：截图 电影星际穿越中的画面

　　要理解虫洞，我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金 的两大科普著作《时间简史》《果壳中 的宇宙》的帮助下，黑洞这一概念早已深入人心 。它是在恒心死亡时，由于体积收缩 ，密度变大 ，获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞 ，其实就 是和黑洞具有相反性质 的特殊天体，特点 是不断往外“吐”出东西 ，只发射而不吸收 。

　　一个吞噬一切，一个“吐出”一切 ，大家可以想象一下 ，如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢？这时就会形成虫洞（worm hole） 。

　　图源 ：中科院理论物理研究所 虫洞示意图

　　1915年，爱因斯坦提出了广义相对论，在爱因斯坦的理论中 ，空间和时间不再是绝对 的 、不可变的 ，而是可塑的 、相互依存的，且它们会受物质存在 的影响 。1935年，爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论 的框架下研究黑洞，首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念，这座“桥”连接了时空中两个不同区域 的通道。上世纪50年代 ，物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞” 。

　　这听起来是不是很令人心动？进入虫洞，你可能会出现在宇宙 的任意一个角落，甚至穿越时空 ，改写你 的人生 ，重新选择你曾经后悔 的事 。然而，虽然广义相对论允许虫洞 的存在 ，物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞，目前只有黑洞被人类实际观测。

　　 02量子虫洞又 是啥 ？

　　虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞 ，但现在科学家们创造出了虫洞，还观察到了信息在虫洞之间传递 的现象。不过 ，先别想着穿越时空，这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞，而 是一个量子虫洞 。

　　日前，英国《自然》（Nature）杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟” 。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞 ，由一个量子系统传递到了另一个量子系统。

　　如果我们想象中可以时空旅行 的虫洞叫作“时空虫洞”的话，量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。

　　那么，研究量子虫洞有什么用呢？

　　这是因为，广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间 ，但它们之间仍然有一个根本性 的“冲突”——量子引力。

　　具体来说 ， “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星 、银河上等大尺度上都适用 ；而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度 的基本力。这二者 是否有“握手言欢”的可能？这就要看量子引力的表现 。

　　物理学家们当然想通过实验去检验，但很遗憾 ，量子引力的能量与尺度，此前的实验室条件 是无法模拟和观测的 。而这就是“全息” 的用武之地 ，它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当，但不太复杂 的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像 的细节 。

　　03量子虫洞是怎么创造出来 的 ？

　　2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说，认为一个在物理实验室中可以再造 的量子态，能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息 。

　　现在，来自谷歌、MIT 、费米实验室和加州理工学院的科学家们，用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应 的量子动力学 。在同一个量子芯片中 ，他们创建了两个纠缠的量子系统，并将一个量子位放入其中一个量子系统 。结果 ，他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息 ，结果符合预期的引力性质 。

　　这是什么意思？大家可以设想在两组纠缠粒子之间，穿上一根电线或其它任何的物理连接，让粒子们编码出虫洞的两个口 。

　　在这种耦合作用下，操作其中一侧 的粒子，会引起另一侧粒子 的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。

　　图片来源：inqnet/A.Mueller 量子计算机 的模拟显示了信息如何通过虫洞

　　尽管存在争议，但是这项前所未有 的实验 ，探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性 。随着量子装置 的不断改进 ，错误率会更低，芯片会更强，那么对引力现象 的研究也会更加深入 。

　　END

　　资料来源 ：中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位

　　整理 ：董小娴

《风味人间4·谷物星球》 ：探讨谷物世界里的生活美学******

　　作者 ：郑小异（西安交通大学城市学院艺术系讲师）

　　近日 ，《风味人间4·谷物星球》热播，吸引众多观众追看 。与前三季相比 ，谷物成为贯穿本季 的主角 ，“麦浪涌万年”“稻香阡陌里”“黍粟本嘉禾”等六集内容拓宽了人们对谷物 的理解。麦子、稻米、玉米等家常作物，与谷物息息相关的食物如芋头 、茭白、菱角 ，以及能够为人类提供碳水化合物的多种植物悉数亮相 ，书写了一段在时间长河中与人类互动 的影像故事。

　　这部作品结合纵深 的历史视野和宽广 的文化视野 ，将谷物的发展历程娓娓道来。比如在“麦浪涌万年”一集中，创作者着重讲述“麦” 的发展历程 。镜头首先抵达约旦河西岸一片肥沃 的土地 ，造访人类最早驯化小麦 的地方 。然后又带观众来到戈兰高地 ，了解今天小麦的远祖野生二粒小麦的特点 。而在“稻香阡陌里”一集探寻“稻” 的历史时，创作者从亚洲说到了美洲 ，又说到了欧洲 ，详细梳理着稻米 的前世今生 。

　　作为农耕文明古国，中国人对谷物的情感，早已浑然天成 、深入骨髓，世界各国人民与谷物之间亦有一种载入基因 的情感与默契 。《风味人间4·谷物星球》以谷物美食作为破题点 ，在探寻中外丰富美食文化中，观照美食背后所共通 的人类情感 。在讲述“豆” 的故事时 ，纪录片里既有我国西藏地区的人们经年累月与榼藤子相处的故事，也有远在中美洲墨西哥尤卡坦州 的米格尔采用利马豆、豇豆制作美食，为全家人提供爱与滋养的故事。在讲述“麦” 的故事中，澳门 的阿龙坚持利用传统制面方式，3000余次重复的“下压 、移动、再下压”让竹升面初具雏形 。浙江富阳人则剥离面粉中的淀粉制成面筋，包裹馅料油炸，一时间香气四溢。还有广东人选择被称为“澄面”的无筋面粉制作美食 ，方有了绿茵兔仔饺的玲珑剔透。无论从哪一种作物出发，纪录片都让观众从小小 的风味世界中感受大大的人类世界运转，透过这些故事窥见农业诞生至今的一万年中人类与食物之间的故事 。

　　尽管相隔万里，人们对谷物的热爱让不同民族和饮食文化有了情感连接点。正如《风味人间》系列纪录片导演陈晓卿所说 ：“不 是我们赋予食物文化 ，而 是食物本身就自带着文化 ，人们的许多生活印记都可以从食物中得到答案 。比如小麦 ，往西传，遇到了火变成了比萨面包；往东传，遇到了水变成了馒头面条。东西方文化的差异，可能就和小麦的不同境遇有很大关系。可以说，食物就是人类文化的支点。”所以，探讨饮食文化与民风民俗如何相互形塑，也 是该纪录片的重要议题 。如第二集“稻香阡陌里”中，从祭祀活动上一碗乌米饭之于郑良美家的寓意 ，到黔西南一个村镇规模 的集市里米粉所承载 的情感 ，在抓饭 、红曲米等由稻米制成的不同食物之外 ，纪录片围绕大大小小民俗节日呈现着食物与人 的日常互动 ，把四季轮回浓缩在一碗饭、一碗粉乃至一瓶醋中，让人观之回味无穷。

　　随着谷物 的种植、采收 、加工 、烹饪 、品尝 ，观众看到了生活哲学、食物美学 ，感受到了人间烟火和文化律动，获得了心灵慰藉和情感疏导。《风味人间4·谷物星球》不失为纪录片领域又一精良制作，为美食纪录片创新发展提供了有益借鉴。

　　《光明日报》（ 2023年01月04日 15版）

　　（文图 ：赵筱尘 巫邓炎）